适读人群 ：高等职业院校和应用型本科院校工业机器人技术、机电一体化技术和电气自动化技术等相关专业
基于项目化教学，全书分为5个虚拟仿真项目，既有理论知识讲解，又有任务实施指导，能够引导学生“学中做、做中学”。
以二维码为载体，通过扫描二维码即可下载虚拟工作站资源包等数字资源，观看操作视频讲解、示范和动画演示。

本书分为5个项目，主要内容包括虚拟工业机器人工作站的创建与仿真、虚拟工业机器人画线工作站的离线编程与仿真、虚拟工业机器人拧螺钉工作站的离线编程与仿真、虚拟工业机器人上下料工作站的离线编程与仿真、虚拟工业机器人立体仓库工作站的离线编程与仿真。本书内容既有理论知识讲解的部分，又有任务实施指导的部分，主动适应了“学中做、做中学”的教学方法改革。
本书为立体化新形态教材，读者通过扫描书中二维码即可下载虚拟工作站资源包、视频、动画、图片等数字资源，特别是在教材中无法用“图片+文字”方式描述清楚的内容，通过扫描二维码观看操作视频讲解、示范和动画演示，即可直观明了地展示，实现了线上线下相结合的教学新模式。
本书可作为高等职业院校和应用型本科院校工业机器人技术、机电一体化技术和电气自动化技术等相关专业“工业机器人离线编程与仿真”课程的教材，同时也可作为三菱工业机器人入门学习、工程师的职业技能培训、自学的参考资料。

前言
项目一 虚拟工业机器人工作站的创建与仿真1
【项目介绍】1
【任务引导】1
实训任务1.1 安装、打开三菱工业机器人离线编程与虚拟仿真系统1
实训任务1.2 创建搬运工业机器人虚拟仿真工作站3
实训任务1.3 创建加工工业机器人虚拟仿真工作站6
【知识学习】7
知识1.1 机器人离线编程与虚拟仿真概述7
知识1.1.1 离线编程与虚拟仿真的概念7
知识1.1.2 三菱工业机器人离线编程与仿真系统的构成8
知识1.1.3 三菱工业机器人离线编程与仿真系统的软件安装8
知识1.2 机器人虚拟零部件的制作规范10
知识1.2.1 虚拟零部件概述10
知识1.2.2 虚拟终端执行器制作规范11
知识1.2.3 虚拟工件制作规范17
知识1.2.4 虚拟行走台制作规范17
知识1.3 机器人管理软件RT ToolBox3的使用说明18
知识1.3.1 机器人管理软件RT ToolBox3界面认识与功能介绍18
知识1.3.2 通信服务器Communication Server224
知识1.3.3 机器人虚拟仿真器MELFA-Works的界面认识与功能介绍26
知识1.3.4 工业机器人工作站的文件构成31
知识1.4 三菱工业机器人本体及其技术参数33
知识1.4.1 机器人自由度33
知识1.4.2 机器人承载能力和动作范围34
知识1.4.3 定位精度与重复精度35
知识1.4.4 大速度35
知识1.4.5 典型机器人本体的技术参数36
知识1.4.6 机器人本体型号定义38
项目二 虚拟工业机器人画线工作站的离线编程与仿真39
【项目介绍】39
【任务引导】39
实训任务2.1 打开并设置虚拟工作站39
实训任务2.2 创建机器人任务程序文件并保存45
实训任务2.3 单击移动与位置示教48
实训任务2.4 单任务自动运行机器人程序51
【知识学习】53
知识2.1 工业机器人编程53
知识2.1.1 工业机器人编程概述53
知识2.1.2 工业机器人编程语言概述54
知识2.1.3 机器人程序文件的概念55
知识2.1.4 标识符56
知识2.1.5 注释56
知识2.2 相关动作指令介绍57
知识2.2.1 Mov关节插补指令57
知识2.2.2 Mvs直线插补指令59
知识2.2.3 Mvr、Mvr2、Mvr3、Mvc圆弧插补指令61
知识2.2.4 Cnt连续动作指令63
知识2.2.5 Accel、Ovrd、JOvrd、Spd加/减速和速度控制指令64
知识2.2.6 Fine、Dly目的位置到达确认指令66
知识2.3 工业机器人坐标系与位置数据68
知识2.3.1 工业机器人坐标系概述68
知识2.3.2 工业机器人位置数据概述69
项目三 虚拟工业机器人拧螺钉工作站的离线编程与仿真72
【项目介绍】72
【任务引导】72
实训任务3.1 手动JOG操作与动作限制72
实训任务3.2 打开并设置工作站参数77
实训任务3.3 手动控制机器人拧螺钉作业81
实训任务3.4 插槽自动控制机器人拧螺钉作业84
【知识学习】89
知识3.1 机器人JOG操作介绍89
知识3.1.1 JOG控制方式89
知识3.1.2 机器人本体的运动限制92
知识3.2 机器人控制相关指令94
知识3.2.1 JOvrd关节插补速度调节指令94
知识3.2.2 Ovrd速度调节指令94
知识3.2.3 Spd直线插补速度调节指令95
知识3.2.4 M_Out、M_Outb等输出控制指令96
知识3.2.5 Servo伺服上电指令97
知识3.2.6 Wait等待指令98
知识3.2.7 Hlt子程序调用指令98
知识3.2.8 M_Psa程序选择状态指令99
知识3.2.9 XLoad程序加载指令99
知识3.2.10 XRun程序运行指令100
知识3.3 任务插槽与程序运行101
知识3.3.1 任务插槽概念101
知识3.3.2 任务程序文件处理102
知识3.4 机器控制权104
项目四 虚拟工业机器人上下料工作站的离线编程与仿真106
【项目介绍】106
【任务引导】106
实训任务4.1 上下料工作站示教准备与仿真设置106
实训任务4.2 上下料机器人本体控制程序设计115
实训任务4.3 上下料系统状态控制程序设计123
实训任务4.4 上下料工作站模拟运行控制134
【知识学习】138
知识4.1 工件坐标系测算方法138
知识4.1.1 工件坐标系的意义138
知识4.1.2 工件坐标系原点、X轴方向和Y轴方向的确定139
知识4.1.3 工件坐标系的创建140
知识4.2 机器人控制相关指令141
知识4.2.1 M_Tool工具坐标系编号选择141
知识4.2.2 GoSub子程序调用指令142
知识4.2.3 Return子程序返回指令142
知识4.2.4 M_In、M_Inb等输入读取指令143
知识4.2.5 While—Wend循环控制指令144
知识4.2.6 If条件判断语句145
知识4.3 全局变量149
知识4.4 多任务处理功能150
知识4.4.1 多任务处理功能的基本概念150
知识4.4.2 多任务处理功能的使能设置151
知识4.4.3 多任务处理功能的基本类型151
知识4.5 用户定义画面与I/O模拟器163
知识4.5.1 用户定义画面简介（按钮与灯的制作）163
知识4.5.2 I/O模拟器172
项目五 虚拟工业机器人立体仓库工作站的离线编程与仿真180
【项目介绍】180
【任务引导】180
实训任务5.1 计算机器人当前活动半径程序180
实训任务5.2 缩小机器人活动半径程序183
实训任务5.3 机器人动作初始化程序187
实训任务5.4 机器人搬运托盘入库程序190
【知识学习】194
知识5.1 工业机器人活动半径与初始化194
知识5.1.1 工业机器人活动半径的概念194
知识5.1.2 工业机器人活动半径的测量195
知识5.1.3 缩小到安全活动半径的目标位置计算方法195
知识5.1.4 动作初始化控制方法197
知识5.2 相关指令与函数介绍197
知识5.2.1 Base基座变换指令197
知识5.2.2 Dist两点间距计算函数198
知识5.2.3 PosCq位置可到达确认函数198
知识5.2.4 GoTo跳转指令199
知识5.2.5 标签199
知识5.2.6 CallP子程序文件调用指令200
知识5.2.7 End主程序结束指令202
知识5.2.8 FPrm指令202
知识5.2.9 Rad弧度单位转换函数203
知识5.3 相关特殊全局变量介绍203
知识5.3.1 P_Curr工具坐标系的当前直交位置数据203
知识5.3.2 P_Base当前基座变换参数204
知识5.4 数组变量及定义205
知识5.5 关节变量及定义205
参考文献206

随着我国经济的不断发展和技术的不断进步，工业机器人在工业生产中的应用越来越广泛、普遍，甚至在日常生活中也见到了工业机器人应用的案例。由于过去我国对工业机器人技术领域的教育存在“重研发轻应用、偏理论缺实践”的现象，导致工业机器人技术行业出现了人才的结构性矛盾，掌握工业机器人应用技术的人才已经出现较大缺口。而在工业机器人应用型人才的培养上也遇到诸多问题，例如工业机器人实训设备成本高、占地面积大、生均台套数少，特别是工业机器人动作控制的数学原理比较抽象，如果学习人员在没有任何基础知识的情况下，就直接学习操作工业机器人设备，会存在较大人身与设备财产安全风险。
编写本书的目的正是为了解决在没有真实工业机器人设备的情境下，也能开展工业机器人应用技术的理论知识教学和仿真操作训练的问题，从而为后续开展真实工业机器人操作教学奠定基础。
本书在形态上，吸取大部分实操类教材图文并茂、浅显易懂的优点；摒弃满篇都是操作截图、毫无理论知识支撑的缺点；吸取大部分理论类教材知识体系结构完整、创新性强的优点；摒弃枯燥乏味、抽象难以理解的缺点。采用纸质书嵌入多媒体数字资源的方法，将操作视频、原理知识讲解视频、虚拟动画等素材以二维码方式嵌入在书中相关页面上，将原本用文字和图片无法描述的内容更加形象生动地展示出来，供读者扫描、实时观看。
本书在内容上，摒弃传统的以知识逻辑结构为线索的教材编写体系，而是将知识体系打散，以够用为原则进行取舍，将知识讲解分析与技能训练指导相结合，按照项目实施的需要重新组织知识模块，将其分散在各个项目单元中。根据以上思路，本书以若干个虚拟仿真项目为载体，将项目划分为若干个任务，并按照这些项目完成的先后顺序进行编写。编写每个项目单元时，以整个项目的完整工作过程为线索，对完成每个项目所需要的理论知识和项目任务的实施步骤进行二次设计与整合，能够有效引导学生养成“学中做、做中学”的学习方法，改进了“先集中知识阐述，设计课程实践内容”的不足之处。本书既可用于指导有真实实训设备的教学过程，也可以用于指导数字化虚拟设备的模拟仿真实训。
本书由高校“双师”型教师和三菱电机自动化（中国）有限公司的工程师“双元”合作开发，是校企深度融合、长期合作的成果，也是“双高校”高水平专业群的一项重要建设成果。
建议在完成“线性代数”“SolidWorks三维建模”等前导课程后，再开始本课程的学习。
本书建议采用64学时开展相关课程的教学活动。具体学时分配建议见下表：
序 号内 容建议学时
1项目一：虚拟工业机器人工作站的创建与仿真8
2项目二：虚拟工业机器人画线工作站的离线编程与仿真12
3项目三：虚拟工业机器人拧螺钉工作站的离线编程与仿真12
4项目四：虚拟工业机器人上下料工作站的离线编程与仿真16
5项目五：虚拟工业机器人立体仓库工作站的离线编程与仿真16
本书由黄金梭、周庆慧担任主编，沈正华、杨弟平担任副主编。项目一的任务引导、项目五整体由温州职业技术学院黄金梭编写；项目二、项目三的任务引导由温州职业技术学院周庆慧编写；项目四整体由温州职业技术学院沈正华编写；项目一的知识学习由三菱电机自动化（中国）有限公司杨弟平编写，同时，杨弟平参与了所有项目案例载体的教学设计工作；项目三的知识学习由温州职业技术学院杨清全编写；项目二的知识学习由东南电子股份有限公司鲁文杰提供，并负责参与该项目案例的教学转化设计工作；本书由温州职业技术学院黄金梭统稿。在本书编写过程中，三菱电机自动化（中国）有限公司提供了许多宝贵经验和建议，并提供了大量的素材，对本书的编写工作给予了大力支持及指导，在此表示衷心感谢。
由于编者水平有限，书中难免有错漏之处，恳请读者批评指正。